Cómo combinar inversores con soluciones de almacenamiento de energía residencial

El inversor es el componente de conversión y gestión energética en la mayoría de las Soluciones de Almacenamiento de Energía Residencial (RESS) disponibles hoy en día. Conecta paneles solares y baterías a cargas domésticas, energía eléctrica y generadores de respaldo, asegurando al mismo tiempo una salida de corriente alterna utilizable.

Elegir un inversor en función de la potencia nominal puede proporcionar respaldo limitado, corriente excesiva de la batería, capacidad de arranque insuficiente para los motores y una mala integración con la matriz fotovoltaica. Un proceso práctico de emparejamiento debería evaluar el sistema energético completo.

Desde la perspectiva de la fabricación de SANDISOLAR, las soluciones de almacenamiento de energía residencial correctamente configuradas deberían equilibrar seis factores: cargas domésticas, demanda de picos, voltaje de batería, capacidad de almacenamiento, entrada solar y requisitos regionales de aire acondicionado.

¿Qué hace un inversor en un sistema de almacenamiento residencial?

En las soluciones de almacenamiento de energía residencial, el inversor tiene varios roles relacionados.

• Conversión de CC a CA: El inversor convierte la electricidad DC de las baterías y los paneles solares en corriente alterna para que los electrodomésticos y dispositivos puedan ser utilizados.

• En sistemas de energía solar, los inversores equipados con MPPT solares pueden modificar las condiciones operativas de los paneles solares para optimizar la máxima recogida posible de energía solar.

• Regulación de la carga de la batería: el inversor puede modificar el voltaje y la corriente según los niveles de carga requeridos por la batería.

• Transferencia de energía de respaldo: El inversor cambiará la fuente de energía en caso de una interrupción del suministro eléctrico o de un suministro inestable de la red.

• Integración del generador: El inversor puede aceptar carga de un generador y permitir que el generador suministre energía a los circuitos domésticos.

• Comunicación del sistema: El inversor dispone de los puertos Wi-Fi y de comunicación adecuados para permitir la monitorización del sistema y la gestión de la carga de la batería.

Debido a la naturaleza interrelacionada de las funciones mencionadas, debe seleccionarse un inversor durante las fases de planificación de la batería y el sistema fotovoltaico.

Paso 1: Definir el perfil de carga del hogar

El primer paso es identificar qué aparatos deben funcionar durante el uso normal y qué cargas requieren respaldo durante un corte de energía.

Categoría de carga	Ejemplos típicos	Principal preocupación de emparejamiento
Cargas esenciales	Iluminación, routers, frigoríficos	Potencia de funcionamiento continua
Cargas del motor	Bombas, compresores, aires acondicionados	Impulso de startups
Cargas de calefacción	Teteras, hornos, calentadores de agua	Alta demanda continua
Equipos sensibles	Ordenadores, televisores, sistemas de control	Calidad de la forma de onda de salida
Cargas opcionales	Cargadores de vehículos eléctricos, grandes sistemas HVAC	Batería y capacidad del inversor

La salida continua del inversor debe soportar la potencia combinada de funcionamiento de los aparatos que pueden funcionar al mismo tiempo.

Un margen operativo razonable también es útil porque la demanda de electrodomésticos puede cambiar durante el uso diario.

Paso 2: Evaluar la salida continua y la salida de sobretensión

La salida continua describe la cantidad de consumo que un inversor puede soportar durante el transcurso de las operaciones normales. La salida de sobretensión, por otro lado, describe la cantidad de consumo necesaria para arrancar equipos que poseen motores o compresores.

• Potencia de salida continua: Una clasificación de salida continua debe superar las cargas máximas esperadas justo a tiempo que serían continuas.

• Clasificación de salida por sobretensión: Una clasificación de salida por sobretensión debe ser suficiente para acomodar las corrientes de arranque cortas de bombas, frigoríficos y unidades de aire acondicionado, así como de herramientas eléctricas.

• Capacidad de carga del motor: Proporciona una descripción basada en la aplicación al elegir un inversor para equipos con cargas inductivas.

• Posible expansión mediante soporte paralelo: Esto permite que ciertas soluciones de almacenamiento de energía residencial se expandan a medida que crece la demanda dentro del hogar.

Un ejemplo sería la gama de productos SANDISOLAR, que proporciona 3 kW y 4,2 kW para sistemas pequeños, 6,2 kW y 7 kW para cargas residenciales medias, y 11 kW y 12 kW para sistemas grandes. La selección de un tamaño debe basarse en la demanda real de carga, en lugar del tamaño de la casa.

Paso 3: Asegúrate de que el inversor y el voltaje de la batería estén alineados

El inversor y la batería deben estar en el mismo rango en términos de voltajes DC compatibles.

Plataformas comunes de baterías residenciales

• Sistemas de 24V: Generalmente se sirven cargas de respaldo más pequeñas, con un inversor de capacidad moderada.

• Sistemas de 48V: Estos sistemas suelen encontrarse en sistemas residenciales medianos y grandes, y con la misma potencia de salida este sistema reduce la corriente de corriente continua.

• Sistemas de alta tensión: Este sistema puede ser la base de un sistema modular de almacenamiento de mayor tamaño, pero se necesita un inversor dedicado de alta tensión.

Debido a su diseño, un inversor de 6,2 kW que extrae energía de una batería de 48V generalmente consume menos corriente continua que un inversor similar que obtiene energía de una batería de 24V. El resultado de una corriente más baja es menos calentamiento, menor caída de tensión y la posibilidad de usar un cable de menor calibre. Sin embargo, todo el trabajo eléctrico debe cumplirse con las normas eléctricas correspondientes.

Paso 4: Modifica el tamaño de la batería para obtener el tiempo de respaldo preferido

En cuanto a los sistemas de almacenamiento de energía residencial, "potencia inversora" y "energía de batería" no se refieren a lo mismo.

• Potencia del inversor (kW): Mayor potencia de salida de un inversor.

• Energía de la batería (kWh): Energía máxima que puede almacenarse en la batería.

• Profundidad de descarga utilizable: Cantidad de energía de batería que puede utilizarse durante el funcionamiento normal de un sistema.

• Eficiencia de conversión: Se refiere a la pérdida de energía que ocurre en el inversor, la batería, el cableado y en los dispositivos de uso final.

Un inversor grande conectado a una batería pequeña puede operar electrodomésticos de alta potencia, pero solo durante un corto periodo de tiempo. Por el contrario, una batería grande combinada con un inversor de tamaño inferior puede proporcionar un largo tiempo de respaldo, pero no puede soportar varias cargas de alta potencia simultáneamente.

Paso 5: Empareja la matriz PV con la entrada MPPT

El panel solar debe permanecer dentro de los límites de entrada fotovoltaica del inversor.

Parámetro PV	Requisito de Coincidencia
Tensión máxima fotovoltaica	El voltaje de circuito abierto del conjunto debe mantenerse por debajo del límite del inversor
Rango de voltaje MPPT	El voltaje normal de funcionamiento debería mantenerse dentro del rango MPPT
Potencia máxima fotovoltaica	La capacidad instalada del panel debe alinearse con la entrada fotovoltaica soportada
Corriente de entrada fotovoltaica	La corriente de la cadena debe mantenerse dentro del valor de entrada permitido
Número de MPPTs	Múltiples MPPTs pueden gestionar matrices con diferentes orientaciones

Inversores SANDISOLAR seleccionados fuera de la red soportan voltajes de entrada fotovoltaicos de hasta 500V o 550V. El modelo SD-PRO de 12kW tiene dos canales MPPT y es capaz de manejar 18.000W de entrada fotovoltaica, mientras que el modelo SD PRO de 6,5kW tiene un canal MPPT y es capaz de manejar 9.000W de entrada fotovoltaica.

En el diseño de una cuerda, hay que tener en cuenta el aumento de tensión con la bajada de las temperaturas, además de las condiciones en el lugar de instalación.

Paso 6: Seleccione el estándar de aire acondicionado correspondiente

La disposición de los sistemas eléctricos domésticos no es uniforme entre distintas regiones.

• Salida monofásica de 230V: Común en la UE y en muchos mercados residenciales internacionales.

• Salida de 120/240V en fase dividida: Común en muchas residencias norteamericanas.

• 50Hz o 60Hz: La frecuencia del inversor debe ajustarse a los aparatos y al sistema eléctrico de la localidad.

• Salida de onda senoidal pura: Para equipos electrónicos y eléctricos de un hogar, incluidos motores, que son sensibles a las formas de onda.

SANDISOLAR tiene modelos enfocados al mercado de la UE con salida monofásica y modelos enfocados al mercado estadounidense con salida de fase dividida, incluyendo el SD-4872WP-US y el SD-48120WP-US.

Otras características que pueden aportar valor

Las soluciones modernas de almacenamiento de energía residencial también pueden ofrecer;

• Parámetros de carga ajustables: para hacer que la carga del inversor sea compatible con la carga de baterías de litio.

• Tiempo de transferencia corto: Para reducir la interrupción de las cargas críticas en el hogar.

• Funcionamiento sin batería: Bajo ciertas condiciones de funcionamiento, algunos modelos seleccionados pueden soportar cargas tanto de fuentes fotovoltaicas como de corriente alterna sin la batería conectada.

• Soporte de generadores: La carga adicional puede realizarse desde un generador en zonas con una red poco fiable, debido a la entrada de corriente alterna ajustable.

• Monitorización integrada: Con Wi-Fi, puertos de comunicación y datos disponibles sobre el sistema, se puede comprobar el estado.

Estrategia de Emparejamiento de Sistemas de SANDISOLAR

SANDISOLAR está especializada en el desarrollo Sistemas inversores fuera de la red e híbridosque soportan diferentes cargas, sistemas fotovoltaicos, voltajes de batería y estándares regionales de CA.

A continuación se presenta un resumen de sus experiencias profesionales:

• Evaluación a nivel de sistema: Comprender las relaciones entre los sistemas domésticos y los componentes: inversores, baterías, matrices fotovoltaicas, cargas, etc.

• Plataformas eléctricas múltiples: Los modelos van desde pequeños sistemas residenciales de respaldo hasta grandes sistemas eléctricos.

• Integración de baterías de litio: Existen diferentes configuraciones con ajustes variables y opciones de interfaces.

• Múltiples fuentes de energía: Existen fuentes de energía solar, de la red, de baterías y de generadores disponibles según las condiciones del lugar.

• Control e integración de sistemas de gestión energética: múltiples opciones para control e integración.

La potencia nominal no es el único criterio importante para seleccionar un inversor para un Sistema de Almacenamiento de Energía Residencial. Las demandas continuas y de pico del hogar, la configuración y tipo de baterías y entradas solares, así como el tiempo de respaldo deseado, también juegan un papel importante en la selección del inversor.

Preguntas frecuentes

P1. ¿Puede funcionar un inversor fuera de la red sin baterías?

Algunos modelos pueden funcionar con una entrada de energía solar y corriente alterna sin baterías, siempre que se requieran las condiciones adecuadas.

P2. ¿Deberían el inversor y la batería tener la misma potencia nominal?

Deben estar alineados, sin embargo, ambos se miden en unidades diferentes. La potencia de la batería está en kWh y la del inversor en kW.

P3. ¿Se puede conectar una batería de 24V a un inversor de 48V?

No. Deben estar dentro del mismo rango de voltaje.

P4. ¿Por qué es importante tener una clasificación de potencia contra sobretensiones?

La potencia de sobretensión es importante para el inicio de una carga, como una bomba o un frigorífico, que es accionada por un motor.

P5. ¿Cuál es el papel del MPPT en las soluciones residenciales de almacenamiento de energía?

El papel del MPPT es aumentar la cantidad de energía fotovoltaica que puede capturarse y utilizarse optimizando las condiciones de funcionamiento de los paneles solares.